СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ГОТОВНОСТИ РАДИОЛИНИЙ С ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ Российский патент 2008 года по МПК H04B1/713 

Изобретение относится к области радиосвязи, а именно к передаче информации сигналами с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ).

Предлагаемый способ может быть использован в дуплексных радиолиниях с ППРЧ различной протяженности, функционирующих в общей полосе частот с радиосредствами различной принадлежности и с различными принципами работы.

Известен способ передачи информации, описанный в [1]. Он может применяться только в радиолиниях малой протяженности, помеховая обстановка на концах которой идентична. Для радиолиний большой протяженности помеховая обстановка на приемном и передающем концах будет различной, что может привести к выбору частоты передачи, пораженной помехой на приемном конце и срыву связи.

Недостатком способа является определение соотношения сигнал-помеха только в текущий момент времени, при этом не осуществляется прогнозирование соотношения сигнал-помеха.

Наиболее близким по своей сущности к заявляемому способу является способ, описанный в [2]. Сущность способа включает на передающем конце деление входного сигнала на блоки, перестройку несущей частоты передатчика в соответствии с кодом одной из двух или более псевдослучайных последовательностей, модуляцию несущей частоты передатчика соответствующим пакетом и последующее излучение его в пространство, прием сигнала на приемном конце радиолинии одновременно на всех частотах согласно кодам псевдослучайных последовательностей, выбор того частотного канала, по которому производилась передача, преобразование сигнала на промежуточную частоту, усиление, демодуляция, декодирование пакета и подача информационного сигнала на оконечное устройство, на приемном конце радиолинии одновременно с приемом информационного сигнала осуществляют прием на всех частотах, соответствующих последующим тактам кодов псевдослучайных последовательностей, контроль уровня помех на этих частотах и в случае наличия помехи на контролируемой частоте рабочей программы формируют управляющую информацию на перестройку передатчика корреспондента на частоту с наименьшим уровнем помех, формируют пакеты информации путем присоединения к блокам информационного сигнала управляющей информации, модулируют несущую частоту своего передатчика соответствующим пакетом информации, излучают промодулированную несущую частоту в пространство на передающем конце одновременно с излучением промодулированной несущей частоты в пространство, осуществляют прием информационного сигнала одновременно на всех частотах согласно кодам псевдослучайных последовательностей, выбор того частотного канала, по которому производилась передача, преобразование сигнала на промежуточную частоту, с последующим его усилением и демодуляцией, декодирование пакета с выделением блока информационного сигнала, поступающего на оконечное устройство и блока, содержащего информацию по управлению своим передатчиком, для его последующей перестройки на частоту с наименьшим уровнем помех, оптимальную для приемного конца.

Недостатком прототипа является определение соотношения сигнал-помеха только в текущий момент времени, при этом не осуществляется прогнозирование соотношения сигнал-помеха.

Техническим результатом заявленного способа является обеспечение требуемой технической готовности за счет введения прогнозирования изменения соотношения сигнал-помеха на входах контрольных приемников, в результате чего появляется возможность переключения средства радиосвязи на частоты, на которых ухудшение соотношения сигнал-помеха не прогнозируется.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе обеспечения технической готовности радиолиний с псевдослучайной перестройкой частоты, включающем на передающем конце формирование пакетов информации путем деления поступающего от источника информации информационного сигнала на блоки заданной длины, к которым добавляют "адрес" корреспондента и служебную информацию, перестройку несущей частоты передатчика на частоту, соответствующую коду текущего такта одной из двух или более псевдослучайных последовательностей, которая для данного такта является рабочей, модуляцию несущей частоты передатчика сформированным пакетом информации и последующее излучение полученного радиосигнала на приемный конец радиолинии, на приемном конце радиолинии осуществляют прием переданного с передающего конца радиосигнала одновременно на всех частотах, соответствующих кодам текущего такта всех псевдослучайных последовательностей, преобразование на промежуточную частоту, усиление, демодуляцию, декодирование принятого пакета информации по записанному в пакете "адресу", подачу информационного сигнала на приемник информации, на приемном конце радиолинии одновременно с приемом радиосигнала контрольные приемники осуществляют контроль наличия помех на частотах, соответствующих кодам последующего такта всех псевдослучайных последовательностей, и в случае наличия помехи на контролируемой частоте, соответствующей коду последующего такта рабочей псевдослучайной последовательности передающего конца, формируют управляющую информацию на перестройку передатчика, находящегося на передающем конце радиолинии, на частоту, соответствующую коду последующего такта одной из контролируемых псевдослучайных последовательностей, на которых помеха отсутствует, путем смены псевдослучайной последовательности на передающем конце, формируют пакеты информации, к которым добавляют управляющую информацию на перестройку передатчика, находящегося на передающем конце радиолинии, перестраивают несущую частоту передатчика, находящегося на приемном конце радиолинии, на частоту, соответствующую коду текущего такта одной из двух или более псевдослучайных последовательностей, модулируют несущую частоту передатчика, находящегося на приемном конце, сформированным пакетом информации, излучают полученный радиосигнал на передающий конец радиолинии, на передающем конце одновременно с излучением радиосигнала принимают переданный с приемного конца радиосигнал одновременно на всех частотах, соответствующих кодам текущего такта всех псевдослучайных последовательностей, преобразуют на промежуточную частоту, усиливают, демодулируют, декодируют принятый пакет информации по записанному в пакете "адресу", выделяют управляющую информацию на перестройку передатчика, находящегося на передающем конце радиолинии, подают принятую управляющую информацию на передатчик передающего конца радиолинии для его перестройки на частоту, соответствующую коду последующего такта той из псевдослучайных последовательностей, на которой помеха отсутствует, при отсутствии помехи на контролируемой частоте, соответствующей коду последующего такта рабочей псевдослучайной последовательности передающею конца или наличии помех на всех контролируемых частотах, управляющую информацию не формируют и смену псевдослучайной последовательности на передающем конце не производят, на приемном конце радиолинии после приема радиосигнала и контроля наличия помех на частотах, соответствующих кодам последующего такта всех псевдослучайных последовательностей контрольные приемники осуществляют прогнозирование изменения соотношения сигнал-помеха на частотах, соответствующих кодам последующего такта всех псевдослучайных последовательностей, и анализ соотношения сигнал-помеха, при этом частотой, на которую осуществляют перестройку при ухудшении соотношения сигнал-помеха на частотах, соответствующих кодам последующего такта всех псевдослучайных последовательностей, является ближайшая частота, на которой помеха отсутствует и ухудшение отношения сигнал-помеха не прогнозируется.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:

фиг.1 - структурная схема приемопередающего устройства, поясняющая заявленный способ обеспечения технической готовности радиолиний с псевдослучайной перестройкой частоты;

фиг.2 - вариант структурной схемы устройства вероятностного прогнозирования.

Реализация заявленного способа заключается в следующем.

Передача информации одновременно по нескольким радиолиниям с ортогональными программами существенно повышает помехоустойчивость и уменьшает количество требуемых частот. Однако одновременная работа нескольких передающих устройств в одном объекте ухудшает внутреннюю электромагнитную совместимость (ЭМС) радиоэлектронных средств. Более эффективным с этой точки зрения является алгоритм выбора одного частотного канала из нескольких, предлагаемых радиолиниями со своими программами перестройки, в котором в данный момент наименьший уровень помех. Такой алгоритм функционирования радиолинии с ППРЧ может быть реализован при работе приемопередающих устройств по нескольким, в частном случае по двум ортогональным программам с контролем несущей частоты, и заключается в том, что передатчик работает по одной из нескольких программ, а прием осуществляется сразу по всем. Кроме того, осуществляется контроль наличия помех на частотах, которые будут заданы каждой программой через несколько скачков от текущей частоты, и в случае наличия помехи на контролируемой частоте рабочей программы передатчик перестраивается на частоту, задаваемую резервной программой. Для радиолиний с ППРЧ большой протяженности контроль уровня помех осуществляется на приемном конце радиолинии. По результатам контроля формируется управляющая информация, которая передается на передающий конец с целью адаптации частоты передачи к помеховой обстановке на приемном конце. Приемное устройство корреспондента, включающее в себя приемники, работающие по таким же программам, выделяет полезный сигнал по признаку, содержащемуся в служебной части передаваемых по одной из программ пакетов. Одновременно на приемном конце радиолинии после приема сигнала контрольными приемниками осуществляется прогнозирование ухудшения соотношения сигнал-помеха на частотах, соответствующих кодам последующего такта всех псевдослучайных последовательностей. Производится анализ соотношения сигнал-помеха, при ухудшении соотношения сигнал-помеха на частотах, соответствующих кодам последующего такта всех псевдослучайных последовательностей, осуществляется перестройка на ближайшую частоту, на которой помеха отсутствует и ухудшение отношения сигнал-помеха не прогнозируется.

Устройства передачи информации на обоих концах радиолинии одинаковы (фиг.1) и содержат: блок генератора псевдослучайной последовательности (ГПСП) 1, передатчик 2, устройство формирования и декодирования пакетов 3, приемники 4.1-4.K, схему сравнения 5, контрольные приемники 6.1-6.K. На передающем конце радиолинии блок ГПСП 1 вырабатывает К псевдослучайных последовательностей. По команде, поступающей из устройства формирования и декодирования пакетов 3, блок ГПСП 1 подключает необходимую псевдослучайную последовательность (ПСП) к передатчику 2 и он осуществляет передачу пакета, сформированного устройством формирования и декодирования пакетов 3. Одновременно с передачей пакета приемники 4.1-4.K производят прием радиосигнала одновременно по всем К частотным каналам, переносят на промежуточную частоту, усиливают и демодулируют. Демодулированные сигналы поступают в устройство формирования и декодирования пакетов 3, в котором делается вывод, по какому из каналов производится передача, и декодируется пакет, причем одна часть пакета, составляющая блок информационного сигнала, подастся на выход устройства, а другая часть, содержащая управляющую информацию, на вход ГПСП 1 для управления перестройкой передатчика на частоту, задаваемую одной из К программ ГПСП 1. На приемном конце радиолинии одновременно с приемниками 4.1-4.K, осуществляющими прием информационного сигнала, контрольные приемники 6.1-6.K анализируют соотношение сигнал-помеха на частотных каналах, соответствующих кодам последующих тактов ПСП. При вероятностном прогнозировании непрерывно оценивается соотношение сигнал-помеха на выходах контрольных приемников 6.1-6.K. Если соотношение сигнал-помеха стремится к величине, превышающей допустимые пределы заранее заданных первого минимального или первого максимального значений сигнал-помехи, то выдается сигнализация об ухудшении соотношения сигнал-помеха на контролируемой частоте блоком индикации 7.1.7. Дальнейший анализ соотношения сигнал-помеха производится в схеме сравнения 5. Схема сравнения 5 оценивает соотношение сигнал-помеха на выходах устройств вероятностного прогнозирования 7.1-7.K и при ухудшении соотношения сигнал-помеха на частоте, задаваемой рабочей программой ГПСП 1, формирует управляющую информацию на перестройку передатчика корреспондента на частоту, задаваемую одной из резервных программ ГПСП 1, на которой ухудшение соотношения сигнал-помеха не прогнозируется. Если на рабочем частотном канале ухудшение соотношения сигнал-помеха не прогнозируется или все из предложенных ГПСП 1 частотных каналов оказались заняты помехой, то смену ПСП на передающем конце не производят. Управляющая информация поступает в устройство формирования и декодирования пакетов 3, где формируют пакеты информации путем присоединения к блокам информационного сигнала управляющей информации, модулируют несущую частоту передатчика 2 соответствующим пакетом информации и излучают промоделированную несущую частоту в пространство.

Процесс прогнозирования может быть реализован УВП 7.1-7.K, описанным в [3] (стр.158-159 рис.17). УВП предназначено для определения и сигнализации ухудшения соотношения сигнал-помеха на выходах контрольных приемников 6.1-6.K. Как вариант может быть выполнен по схеме, представленной на фиг.2.

При вероятностном прогнозировании непрерывно оцениваются изменяющиеся значения соотношения сигнал-помеха на выходах контрольных приемников 6.1-6.K. На первом этапе с помощью блока коммутации и измерения 7.1.1 осуществляется сравнение значений соотношения сигнал-помеха, выдаваемых контрольным приемником, с заранее заданными первым минимальным и первым максимальным значениями соотношения сигнал-помеха входного сигнала. Полученные значения запоминаются в ячейках памяти блока памяти 7.1.2, а также умножаются на коэффициенты веса блока 7.1.3. Далее осуществляется прогноз ухудшения соотношения сигнал-помеха на контролируемой частоте с помощью блоков вычисления вероятностных характеристик априорной информации БВ1 7.1.4 и блока вычисления условных апостериорных вероятностей БВ2 7.1.5. Если значение соотношения сигнал-помеха стремится к величине, превышающей допустимые пределы заранее заданных первого минимального или первого максимального значений соотношения сигнал-помеха входного сигнала, то осуществляется сигнализация об ухудшении соотношения сигнал-помеха на контролируемой частоте блоком индикации 7.1.7. При этом на выход устройства подается сигнал на схему сравнения для дальнейшего анализа.

Таким образом, технический результат достигается за счет введения процесса прогнозирования изменения соотношения сигнал-помеха на частотах, соответствующих кодам последующего такта всех псевдослучайных последовательностей за определенный интервал времени, в результате чего появляется возможность переключения средства радиосвязи на частоты, на которых помеха отсутствует и ухудшение отношения сигнал-помеха не прогнозируется.

Источники информации

1. "Изобретения (заявки и патенты)". Бюллетень №35, 1997 г., описание изобретения к патенту РФ №2099886 "Способ передачи информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочих частот и устройство, его реализующее".

2. Патент на изобретение "Способ передачи дискретной информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты и устройство, его реализующее". Авт.св. РФ №2178237, Н04В 1/713, 2002 г.

3. Технические средства диагностирования: Справочник/В.В.Клюев, П.П.Пархоменко, В.Е.Абрамчук и др.; Под общ. ред. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 1989. - 672 с., ил.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использован в дуплексных радиолиниях с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) различной протяженности. Достигаемый технический результат - обеспечение требуемой технической готовности за счет прогнозирования изменения соотношения сигнал-помеха на входах контрольных приемников. Способ характеризуется тем, что на передающем конце осуществляют формирование пакетов информации, к которым добавляют «адрес» корреспондента и служебную информацию, перестройку несущей частоты передатчика, излучение радиосигнала на приемный конец радиолинии, где осуществляют прием переданного с передающего конца радиосигнала одновременно на всех частотах, после соответствующих преобразований подачу информационного сигнала на приемник информации, на приемном конце радиолинии одновременно с приемом радиосигнала контрольные приемники осуществляют контроль наличия помех на частотах, формируют управляющую информацию на перестройку передатчика, находящегося на передающем конце радиолинии, на частоту, на которой помеха отсутствует, формируют пакеты информации, к которым добавляют управляющую информацию на перестройку передатчика, находящегося на передающем конце радиолинии, перестраивают несущую частоту передатчика, находящегося на приемном конце радиолинии, модулируют несущую частоту передатчика, находящегося на приемном конце, сформированным пакетом информации, излучают полученный радиосигнал на передающий конец радиолинии, где одновременно с излучением радиосигнала принимают переданный с приемного конца радиосигнал одновременно на всех частотах, выделяют управляющую информацию на перестройку передатчика, находящегося на передающем конце радиолинии, на частоту, соответствующую коду последующего такта той из псевдослучаных последовательностей (ПСП), на которой помеха отсутствует, при этом на приемном конце радиолинии после приема сигнала контрольными приемниками осуществляется прогнозирование изменения соотношения сигнал-помеха на частотах, соответствующих кодам последующего такта всех ПСП, анализ соотношения сигнал-помеха и осуществляется перестройка на ближайшую частоту, на которой помеха отсутствует и ухудшение соотношения сигнал-помеха не прогнозируется. 2 ил.

Способ обеспечения технической готовности радиолиний с псевдослучайной перестройкой частоты, включающий на передающем конце формирование пакетов информации путем деления поступающего от источника информации информационного сигнала на блоки заданной длины, к которым добавляют "адрес" корреспондента и служебную информацию, перестройку несущей частоты передатчика на частоту, соответствующую коду текущего такта одной из двух или более псевдослучайных последовательностей, которая для данного такта является рабочей, модуляцию несущей частоты передатчика сформированным пакетом информации и последующее излучение полученного радиосигнала на приемный конец радиолинии, на приемном конце радиолинии осуществляют прием переданного с передающего конца радиосигнала одновременно на всех частотах, соответствующих кодам текущего такта всех псевдослучайных последовательностей, преобразование на промежуточную частоту, усиление, демодуляцию, декодирование принятого пакета информации по записанному в пакете "адресу", подачу информационного сигнала на приемник информации, на приемном конце радиолинии одновременно с приемом радиосигнала контрольные приемники осуществляют контроль наличия помех на частотах, соответствующих кодам последующего такта всех псевдослучайных последовательностей, и в случае наличия помехи на контролируемой частоте, соответствующей коду последующего такта рабочей псевдослучайной последовательности передающего конца, формируют управляющую информацию на перестройку передатчика, находящегося на передающем конце радиолинии, на частоту, соответствующую коду последующего такта одной из контролируемых псевдослучайных последовательностей, на которых помеха отсутствует, путем смены псевдослучайной последовательности на передающем конце, формируют пакеты информации, к которым добавляют управляющую информацию на перестройку передатчика, находящегося на передающем конце радиолинии, перестраивают несущую частоту передатчика, находящегося на приемном конце радиолинии, на частоту, соответствующую коду текущего такта одной из двух или более псевдослучайных последовательностей, модулируют несущую частоту передатчика, находящегося на приемном конце, сформированным пакетом информации, излучают полученный радиосигнал на передающий конец радиолинии, на передающем конце одновременно с излучением радиосигнала принимают переданный с приемного конца радиосигнал одновременно на всех частотах, соответствующих кодам текущего такта всех псевдослучайных последовательностей, преобразуют на промежуточную частоту, усиливают, демодулируют, декодируют принятый пакет информации по записанному в пакете "адресу", выделяют управляющую информацию на перестройку передатчика, находящегося на передающем конце радиолинии, подают принятую управляющую информацию на передатчик передающего конца радиолинии для его перестройки на частоту, соответствующую коду последующего такта той из псевдослучайных последовательностей, на которой помеха отсутствует, при отсутствии помехи на контролируемой частоте, соответствующей коду последующего такта рабочей псевдослучайной последовательности передающею конца или наличии помех на всех контролируемых частотах, управляющую информацию не формируют и смену псевдослучайной последовательности на передающем конце не производят, отличающийся тем, что на приемном конце радиолинии после приема радиосигнала и контроля наличия помех на частотах, соответствующих кодам последующего такта всех псевдослучайных последовательностей контрольные приемники осуществляют прогнозирование изменения соотношения сигнал-помеха на частотах, соответствующих кодам последующего такта всех псевдослучайных последовательностей, и анализ соотношения сигнал-помеха, при этом частотой, на которую осуществляют перестройку при ухудшении соотношения сигнал-помеха на частотах, соответствующих кодам последующего такта всех псевдослучайных последовательностей, является ближайшая частота, на которой помеха отсутствует и ухудшение отношения сигнал-помеха не прогнозируется.